1、Department of Materials Science and EngineeringUniversity of Science and Technology of China第二章 固体中缺陷A perfect crystalline structure is an ideal and can notbe obtained in reality.目的： 缺陷及其性质，尤其点缺陷；缺陷的热力学及其分析Why study defects ? 缺陷化合物普遍存在 缺陷与结构密切相关 缺陷的形成热力学有利 缺陷与材料力学、电、光、声、磁等性能有关Department of Materials
2、 Science and EngineeringUniversity of Science and Technology of China主要内容2.1 缺陷的发现2.2 缺陷的分类2.3 点缺陷2.4 缺陷的化学平衡2.5 缺陷化合物的合成2.6 缺陷热力学2.7 缺陷的实验表征2.8 固溶体2.9 非化学计量化合物2.10 材料研究方法Department of Materials Science and EngineeringUniversity of Science and Technology of China2.1 缺陷的发现v 1912年，科尔纳可夫发现二元及多元合金体系存在两种
3、情况：道尔顿体和贝托莱体v 1930年，申克和丁曼发现氧化物体系同样存在这种现象v Schottky和 Wagner 提出了缺陷模型；整比化合物或者单纯价键规则的化合物在热力学上并不占优v 缺陷普遍存在，并赋予材料不同的磁、电、声、光、力学及热等物理性能Department of Materials Science and EngineeringUniversity of Science and Technology of China道尔顿体贝托莱体非计量化合物2.2 缺陷的分类1. 整比和非整比2.缺陷产生的原因 热 -本征缺陷（ Schottky 和 Frenkel缺陷） 杂质缺陷 电子缺
4、陷（电子和空穴）Department of Materials Science and EngineeringUniversity of Science and Technology of China整比和非整比v 道尔顿体：具有特定组成的化合物，在状态图的液相线上和固液相线上有一个符合整比的极大值，而且在其它性质与组成的等温线图上，存在一个奇异点。v 贝托莱体：具有可变组成的固相v 非计量化合物：根据统计热力学理论，在高于 0K的温度下，每一种固体化合物均存在着组成在一定范围内变动的单一物相，严格按照理想化学整比组成或由单纯价键规则导出的化合物，并无热力学地位。（本征缺陷造成）Departm
5、ent of Materials Science and EngineeringUniversity of Science and Technology of China3. 按缺陷尺寸大小的分类Department of Materials Science and EngineeringUniversity of Science and Technology of China2.3 点缺陷1.点缺陷种类v 空位v 间隙v 替代原子或者杂质原子2.点缺陷的表示方法名称l 表示正电荷， 表示负电荷， 表示不带电荷原子格位，其中 i 表示间隙V表示空位，元素表示此格位的实际原子Department
6、 of Materials Science and EngineeringUniversity of Science and Technology of ChinaPoint DefectsVacancyInterstitialFrenkel defectSchottky defectFor ceramicsDepartment of Materials Science and EngineeringUniversity of Science and Technology of ChinaImpuritiesSolids dissolve other solidsSo, most of engineering materials are solid solutions, i.e., alloys: solvent and solutesTwo ways: depending on the size and host structureSubstitutional InterstitialNi/Cu C/Fe5Department of Materials Science and EngineeringUniversity of Science and Technology of China缺陷的表示方法 -举例替位：空位：间隙：电子缺陷： e， h.
